Исследование процессов конденсации и кристаллизации при образовании газовых гидратов в сверхзвуковых струях

Экспериментально исследована устойчивость газонасыщенных слоев аморфного льда, приготовленных осаждением сверхзвуковых молекулярных пучков разреженного водяного пара и метана на охлажденную жидким азотом подложку. Адиабатическое расширение молекулярного пучка пара на выходе из сверхзвукового сопла приводит к понижению температуры и образованию кристаллических нанокластеров в потоке. Присутствие готовых кристаллических центров в неравновесных аморфных конденсатах сдвигает начало кристаллизации в область низких температур. Форма сигнала дифференциального термического анализа, состоящего из нескольких экзотермических пиков, свидетельствует о кристаллизации из разных центров и случайном характере их распределения в объеме аморфной среды. При кристаллизации водно-газовых конденсатов образуется гидрат метана. В условиях глубокой метастабильности лавинообразное зарождение центров кристаллизации захватывает молекулы газа, поэтому не происходит их вытеснения движением фронта кристаллизации.